2024年3月28日发(作者:导向标识)
提 要:随着平面和立面的变化多样,坡屋面的脊(谷)线也相应变得复杂化,为了掌
握其规律和便于设计制图,列举了一般常规和特殊图例,进行图解和分析,另外对坡屋面
高低相交和屋面突出物的防排水问题也顺便提及,供同行们参考。
关键词:坡屋面找脊 一般性 特殊性 其他
平屋面设计有很多优点,设计和施工较为简单,立面造型也简洁,常被采用,但也有
不少缺点,防水、排水、隔热、保温等方面也存在一些不利因素,因此近几年有些大城市,
逐渐把平屋面改成坡屋面,即所谓平改坡,看来是有其道理的。
坡屋面的设计,也有很多值得研究的问题,这里仅就坡屋面的脊线问题,作一简要的
分析和斜述。
在注册建筑师的考题中,曾有一道是如何找脊线的问题。当然简单的平面,一般都易
解答,而复杂或比较复杂的平面,就不一定能马上解答,尤其在时间紧迫的情况下,可能
就会难倒一些人。方正的坡屋面,最简单的一般是单面坡、两面坡或四面坡,即单坡顶、
两坡顶或四坡顶,至于歇山屋面那是在端部屋架间距不成整数的情况下出现的,实际上也
是由四坡顶衍变而来的。见图1
c. 四坡顶 d. 歇山顶
图1.几种简单的坡屋顶
两坡顶或四坡顶的屋面,其各自的排水坡度都是一致的,因而当两面坡时,其脊线的
投影线就在两檐间的中分线上,当四面坡时,其四角脊线的投影就在四角的平分线上。若
四角是直角,则其脊线的投影线与檐口线成45度。
屋面的坡度,大的古建筑,如大庙大殿,其坡屋面并不是一个直线坡,越靠近屋脊处
越陡,越接近檐口处越缓,甚至有反坡的趋势,尤其在四个角处,有反坡上翘现象,形成
飞檐,因此它是一个曲线坡,这从排水和造型上都有其独特之处,而现代建筑就不可能作
得那么复杂,一般都是直线坡,若个别仿古建筑,则另当别论。无论直线坡还是曲线坡,
其四角脊线的投影线都在该角的平分线上。
现代建筑的屋面讲究不多,要求不严,为了简化,一般都做成直线坡。其坡度与屋面
类别有关,瓦屋面一般为20~50%,即11.310~26.570,“民用建筑设计通则”规定,
“平瓦必须铺置牢固,地震设防地区或坡度大于50%的屋面,应采取固定加强措施。”有
的投资方为了突出屋面效果,要求屋面加大坡度作到300即57.7%或更大,因此必须加强
平瓦铺置的固定措施,以防瓦片滑落。
过去的平面设计,都比较简单,可现在的平面设计,为了立面造型要标新立异,因此
越来越奇特,“张牙舞爪”越来越多,平面越搞越复杂,尤其是一些别墅,为了追求奇特,
什么造型都可能出现,同一层平面中,这里突出一块,那里缩进一块,犬牙交错无处不在,
不同层平面上,上下层墙(梁)对不齐,只考虑到该层平面布局合理,未顾及到上下层结
构合理,这也司空见惯。由于平面布局和立面造型的多样化、复杂化,屋面的设计问题也
相应变得复杂起来。
坡屋面的脊线有平脊线和斜脊线,它们都是阳角,是坡屋面的分水线,雨水向两边分
流,另外一种是谷线,是坡屋面的阴角,是雨水交汇的合流沟,谷线应尽量避免水平段,
当实在无法避免时,一定要建筑再找坡,使雨水分流,否则容易积水,使排水不畅,造成
渗漏隐患。
1. 一般性屋脊
图2 某别墅屋顶平面
一个形式复杂的平面,尤其是前后错落的连排别墅,其屋面坡顶脊线更是复杂的,见
图2。如果没有掌握或熟练找脊线的方法时,想迅速而准确的画出脊(谷)线,那是困难
的。只有化整为零,化复杂为简单,把它拆开来分析,逐项逐步地解决才有可能,否则越
搞越糊涂。先举一个简易的平面来分析,见图3。当四坡顶的屋面坡度都一致时,其投影
平面,无论是阳角或阴角,都按该角画平分线,则得到斜脊线和斜谷线。两个斜脊线交点
A与B的连线,则得到高的平脊线,一个斜脊线、斜谷线交点C与另一个斜脊线交点D的
连线则得到低的平脊线。当墙角是直角时,则以45°平分,两邻角的平分线(即斜脊线)
等长、垂直并相互交平脊线于一点。左右两端的平脊线都在各自檐口线的平分线上,并且
该三线即平脊线与两檐口线各自成组出现,这也是检验差错的一个方法。由于跨度(即进
深)不同,各平脊线虽平行,但不等高,也不在同一直线上。低的平脊线与斜谷线相交,
也与大跨度屋面的斜脊线相交,这三线必定交汇于一点,且斜谷线与大跨度屋面的斜脊线
是垂直相交。由于同一屋面坡斜脊线的投影线是垂直相交,故同一屋面坡的斜谷线与斜脊
线也是垂直相交,与另一条斜脊线则平行。
1. 斜脊线或斜谷线都是阳角或阴角的平分线;
2. 平脊线是两条对应檐口线距离的平分线,这三条线成组出现,且相互平行。(若两个
外墙即檐口线不平行时,其脊线也是两檐口线距离的平分线,但不是水平线,也不相互平
行,即跨度小的一端低,跨度大的一端高。)
3. 成组斜脊线垂直相交;
4. 两坡相交时,每个坡的坡向在斜脊线或斜谷线处,则相互垂直,方向各异;在平脊
线处,则相互平行,方向相反;
5. 斜谷线与相邻的斜脊线平行,与低的平脊线成45°相交,与高低平脊线相连的斜脊
线成90°相交;
6. 所有交点都是三线相交(除了正方形平面是四线相交);
7. 在检验坡脊线正确与否的关键是:在交汇处的两个坡或三个坡,任何一个交点的高
低与屋面的排水坡向一致,就是正确的,若其中有一个交点的高低与坡屋面的坡向相反,
则肯定是错误的。见图5。
图5 脊线对错比较
以图5-a为例,从坡屋面A来看,点①、②同高,点②应高于点③;从坡屋面B来看,
点①应高于点②;从坡屋面C来看,点③应高于点②,这几点的高低相互矛盾,显然是错
误的,而图5-b,则是正确的。
根据以上图例的分解和细说,所举图2的例子就好解决了,就是再复杂的平面建筑也
能画出其脊线和谷线,但实际作起来并非这么简单。我们遇到这样一个连排别墅工程,结
构就感到非常麻烦,在作模型时,也感到困惑,硬是一块一块的拼上去,勉强做成,看来
确实太复杂了,当时我们也预料到了这种情况。由于别墅造型要求别致,前后不齐、上下
错落也是在所难免的,有的要求变化越多、越奇特,越受欢迎,但变化太多,除了劳命伤
财外,也不一定就能获得满意的效果,因此设法使其尽量简化一点,在不影响其原意的情
况下,尽量拉平取直,当遇到两轴线相距不远,两挑檐相差不大时,就取平拉成一条直线,
在阳台处就多遮盖一点,在小缺口处就多做一点屋面,总之使屋面尽量简化,如把图2修
改如下,见图6。
图6 简化图2的平面
把其小凹口加上屋盖,简化了屋顶平面,也简化了脊线,虽做了一些改进,但也不一
定都很满意,,由于平面就是这么复杂,也难有特大改善,若其部分做成平屋面,或找其他
途径,也许总的效果会好一些。
我们通过一些工程实践以后,现有建筑设计人员都基本掌握了坡屋面的脊线画法问题,
不过这种屋面过于复杂,结构设计困难,施工会更困难,另外屋顶的空间利用,也难发挥,
因此值得进一步推敲。
二.特殊性屋脊
有些屋脊,如果按一般常规处理,立面效果不一定理想,因此特殊情况要做特殊处理。
1. 凹进山墙
有的场合不能完全按屋面的常理来设置坡向和坡位,而要照顾立面的需要作一些特殊
处理。如某面山墙平齐外墙或退后外墙时,可按常规处理,若山墙退后一面外墙又突出另
一面外墙、使其夹在中间时,还按常规处理,把屋脊线设在两檐口的平分线上,则屋脊线
不在这面山墙的正中处,与门窗对不正,显得歪扭不完整,见图7-a。为了调整屋脊线的
位置,取该山墙两边横墙中心线的中分线为山墙的脊线,则山墙即门窗的中心线与脊线同
在一条垂线上,见图7-b。这样立面则显得均衡完整,不会出现歪斜状况。但不管怎样处
理,总会有一段平脊线,还需作建筑找坡,以利排水,当然这种情况最好尽量避免,以减
少渗漏隐患。
图7 中间山墙处理
1. 檐口不同高,主墙面同一直线
有些建筑物为了充分利用坡屋面下的空间作阁楼和采光需要,作上老虎窗,见图8-a,
有些是为了突出造型,强调立面效果,局部升起一定高度,见图8-b。前
a. 老虎窗 b. 局部抬高
图8 檐口不同高的檐沟设置
者小屋面的雨水全部排在大屋面上,用不着设檐沟,而后者小屋面的雨水,一部分可
以排在大屋面上,而另一部分还需要作檐沟,使其“滴水不漏”,由于大小屋面的檐沟不
在同一高度上,因而不能直接连通,必须分别处理。大屋面的檐沟(即下面低的檐沟)应直
接顶到小屋面下的横墙面处,而小屋面两侧的檐沟,不能直接顶到大屋面作,应隔段距离,
以防雨量大时,部分雨水冲进该檐沟,形成倒灌,影响其排放,该沟的雨水可直接排到大
屋面,由大屋面再“接力”排到下面低的檐沟,或另设水落管,直接排至低的檐沟里。
1. 檐口不同高,外墙面前后错位
有的屋面除了檐口不同高外,檐沟因外墙面前后错位,也不在同一直线上,加上面宽
或进深的不同,脊线也有高低的变化,见图9。这种情况比上述仅檐口不同
图9 檐口不同高、外墙错落的檐沟处理
高、主墙面同一直线的情况稍有不同,关键在于大屋面的外墙面前后错位、不在同一
垂直面上,小屋面两边的檐口线该如何处理。由于大屋面的檐口同高、屋面坡度一致,因
而上面小屋面的檐口线与下面大屋面相交的两个点,应均在同一高度上,无论两檐口相差
多高,该两个交点同高、离大屋面檐口的距离相等,且相差越高,距离越远。如果从立体
角度去思考,这是容易理解的,或对照侧面图,就更好理解了。
三.其他
1.坡屋面与山墙相接
有些坡屋顶不在同一层上,有的高有的低,相互跌落,因此屋面不能平接,矮的屋面
必须与山墙相交,交时有的作成两坡顶,就顺着山墙往外坡,见图10-a。有时做成四坡顶,
坡向山墙,见图10-b。前者作法简单,防排水都容易处理,不会留很多隐患,后者问题较
多,防排水不易处理好,因此一般取前者而不取后者。当为了立面效果,一定要取后者时,
则必须在
图10 坡屋面与山墙相接
靠山墙的一段平谷线处,作5%左右的建筑找坡和0.5m高的墙面泛水,以避免积水和
墙面泛潮,其沟底最好做成半圆弧形,使雨水流淌顺畅。当山墙有阳台等露空时,则必须
封堵,或至少砌段高于屋面找坡后不影响排水高度的矮墙,否则雨水淌入阳台,影响很大。
2.屋面突出物
突出屋面的烟囱,由于平面尺度小,防排水的处理比较简单。有些建筑物为了表现其
个性或追求显目效果,在坡屋面上作些突出物,如在正面外墙靠近檐口的上方突出一面横
墙,或突出一个实体,由于墙体与屋面排水方向相垂直,在交接处形成一条平谷线,为了
排水顺畅,必须再作建筑找坡,使雨水向两边分流,若是一个相当大且不封顶的方形实体,
则在坡上方作一缺口,或少作一段墙,( 由于在屋脊附近留个缺口,周边一般看不到,不
影响立面效果),原屋面坡照做,让水顺流,在 下坡处,再建筑找坡,向两边分流,见图
11。为了防止雨水渗漏,其高出屋面的墙
图11 坡屋面上的突出物
体,最好全部用钢筋混凝土浇注,若钢筋混凝土墙仅高出屋面0.3-0.5m,就会像砖砌
女儿墙一样,在屋面连接处或不同墙体的交接处出现水渍现象,影响美观。总之这些变化
的场所,容易积水和渗漏水,一定要注意作好防排水,以免后患。
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